Введение к работе
Актуальность темы. Эффективность решения научных и хозяйственных зада» геоэкологии, связанных с глобальным изменением климата, рациональным природопользованием, управлением городскими службами, поисковой и инженерной геологией и ряда других во многом зависит от полноты и достоверности используемой для этих целей информации о локализации, состоянии и динамике объектов природной среды и техносферы. Оперативное получение такой информации — прерогатива процедур диагностики, успешная реализация которой возможна, прежде всего, методами и средствами дистанционного зондирования (ДЗ) Земли с аэрокосмических платформ. Результаты тематической обработки данных ДЗ составляют основное содержание процедуры дистанционной диагностики и используются в задачах геоэкологического, природноресурсного и хозяйственного мониторинга для осуществления в дальнейшем мероприятий по управлению состоянием природньж и антропогенных объектов. Анализ современной отечественной и зарубежной литературы показывает, что на пути практического внедрения методов, средств и данных дистанционной диагностики (ДЦ) имеется большое число нерешенньж проблем теоретического и прикладного плана. В частности, это касается разработки эффективных методов и средств геоэкологической диагностики, определения их роли в структуре системы мониторинга и управления состоянием объектов и практического использования в хозяйственньж отраслях. Решение этих проблем, определивших тематику настоящей диссертационной работы, представляется весьма актуальным для дальнейшего развития методов и средств дистанционной диагностики состояния природно-антропогенньж объектов.
Цель в задачи исследования. Целью диссертационной работы является решение актуальной научной задачи геоэкологии, направленное на повышение достоверности и надежности результатов дистанционной диагностики, используемых в системах мониторинга и управления состоянием природно-антропогенньж объектов.
Достижение поставленной цели предполагает выполнение следующего комплекса исследований:
разработка методики дистанционной диагностики и ее основных компонент, включая определение инвариантных функций связи параметров восходящего от объектов зондирования излучения с параметрами их состояния;
разработку методики оценки качества управления состоянием природно-антропогенньж объектов и определения места и роли процедуры дистанционной диагностики;
разработку методики имитационного моделирования процедур дистанционной диагностики и управления состоянием природно-антропогенньж объектов;
I ЮС НАЦИОНАЛЬНАЯ I
| БИБЛИОТЕКА ,1
4 оценку возможностей сенсоров различных спектральных диапазонов, используемых при решении задач дистанционной диагностики;
апробацию эффективности разработанных методов дистанционной диагностики на примере решения ряда модельных и практических задач геоэкологии.
Таким образом, в диссертации содержится решение важной прикладной задачи оперативной
диагностики состояния объектов природной среды и техносферы, результаты которой найдут
применение в глобальной и региональной экологии, инженерной и поисковой геологии, в
' области сельского, лесного и водного хозяйств, рационального природопользования, а также в
обеспечении работы объектов нефтегазового комплекса и городских коммунальных служб.
Методы исследований. Они базируются на технологии дистанционного зондирования статистически неоднородных слоистых сред, теории статистических решений, имитационном моделировании и планировании эксперимента.
Научная новизна. Новизна результатов диссертационной работы заключается в разработке оригинальной методики дистанционной диагностики состояния природной среды и объектов техносферы, определении места и роли средств ДЦ в системе мониторинга и управления состоянием природно-антропогенньж объектов, методики оценки качества управления их состоянием, методики имитационного моделирования процедур ДЦ и управления, а также в оценке диагностических возможностях сенсоров различных спектральных диапазонов, используемых при дистанционном зондировании (ЦЗ) Земли с аэрокосмических платформ и решении ряда конкретных задач геоэкологии.
Практическая ценность. Результаты диссертационной работы имеют практическую ценность, связанную с разработкой инженерных методик и рекомендаций по созданию систем дистанционной диагностики состояния природно-антропогенньж объектов, оценки точности как самих процедур диагностики, так и результатов мониторинга и управления состоянием этих объектов в замкнутом контуре автоматического регулирования с обратной связью.
Реализация и внедрение результатов исследований. Научные результаты, полученные в диссертации, внедрены в практику научно-методических и экспериментальных исследований, проводимых в ОАО «Корпорация «Фазотрон-НИИР» в форме предложений и рекомендаций по разработке перспективных сенсоров для дистанционной диагностики лесных экосистем, объектов нефтегазовой отрасли и территорий крупных городов на базе использования самолетных радаров метрового диапазона; по оптимизации режимов аэрокосмической съемки земной поверхности, а также в ОАО "ДИАТЕХ' в части комплексного использования аэрокосмических и наземных методов диагностики. Результаты диссертации нашли применение в международных проектах, выполненных в рамках программы «Интеркосмос» и совместной
5 российско-американской рабочей группы «Науки о Земле», таких как «Курск-85», «Курск-91» «Спектр-Мон-94», «Карибе», FIFE, «Саяны-91», Maine-91, NEESPI и другие. Апробация. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на: Международном семинаре «Техника и технология дистанционного зондирования» (г.Таллин 1986г.); Международном симпозиуме «Экологические технологии для оздоровления мира» (г Лас-Вегас, 1997); Международной конференция и выставке «Экологические технологии Ближнего Востока» (г. Эр-Риад, 1997); 1-ой Всероссийской научно-технической конференции по проблемам создания перспективной авионики (г. Москва, 2002г.); 3-ей Всероссийской конференции «Аэрокосмические методы и геоинформационные технологии в лесоведении в лесном хозяйстве» (г. Москва, 2002г.); 3-ем Московском международном форуме «Энергетикг и общество» (Г. Москва, 2002г.); 3-ей Международной конференции-выставке «Малые спутники. Новые технологии, миниатюризация, области эффективного применения в 21-ом веке» (г. Королев, 2002г.); Международной конференции «Земля из космоса. Наиболее эффективные решения» (п. Ватутинки, Моск. обл., 2003).
Публикации. Основной материал диссертации опубликован в 85 печатных работах, среди которых 65 статей, 15 тезисов докладов, 5 монографий и 5 изобретений.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы. Она изложена на 130 страницах машинописного текста, включает 36 рисунков, 14 таблиц и список литературы из 76 наименований. Основные положения, выносимые на защиту:
